玻璃纤维增强的TPU制造技术

本发明专利技术涉及包含热塑性聚氨酯(TPU

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃纤维增强的TPU
[0001]本专利技术涉及包含热塑性聚氨酯(TPU-1)和填料(F1)的组合物，所述热塑性聚氨酯(TPU-1)通过使多异氰酸酯组合物(IZ)与多元醇组合物(PZ)反应获得或可获得，其中所述多元醇组合物(PZ)包含至少一种多元醇(P1)、扩链剂(KV1)和扩链剂(KV2)；以及一种制备所述组合物的方法。本专利技术还涉及本专利技术的组合物用于制备成型体的用途以及包含本专利技术的组合物的成型体。
[0002]玻璃纤维增强的热塑性聚氨酯本身是已知的。它们是高性能材料，兼具优异的机械特性和极低的热膨胀系数。这些材料可以承受高应力并用于各种应用中。
[0003]良好的玻璃纤维增强的热塑性聚氨酯可以例如由基于MDI的热塑性聚氨酯制成。基于MDI的硬相使得具有非常好的机械特性。
[0004]还令人感兴趣的是，尤其在低温下具有高冲击韧性的玻璃纤维增强的基于聚醚的TPU。这些材料用于运动用品(如滑雪靴和滑雪板)中的各种功能组件。
[0005]然而，对于某些应用而言，需要E模量大于10 000MPa的非常硬的材料。不过，由于首先需要非常硬的TPU原料并且其次必须实现非常高的玻璃纤维填充度，因此很难生产合适的材料。
[0006]因此，本专利技术的目的是提供具有高刚度的增强的热塑性聚氨酯。此外，热塑性聚氨酯应具有良好的机械特性和良好的低温特性，并且易于加工。
[0007]根据本专利技术，该目的通过包含以下组分的组合物实现：
[0008](a)热塑性聚氨酯(TPU-1)，其通过使多异氰酸酯组合物(IZ)与多元醇组合物(PZ)反应获得或可获得，其中所述多元醇组合物(PZ)包含至少一种多元醇(P1)、扩链剂(KV1)和扩链剂(KV2)；和
[0009](b)填料(F1)。
[0010]出乎意料地发现，本专利技术所使用的热塑性聚氨酯与填料的结合得到了具有改进性能的组合物。因此，首先可以通过使用本专利技术的特定多元醇组合物来优化非常硬的TPU的熔程。已发现，在合成非常硬的TPU时加入第二种扩链剂得到了这样的原料，通过该原料可以制备E模量大于10000MPa的玻璃纤维增强的TPU。
[0011]本专利技术的组合物包含至少一种填料(F1)和热塑性聚氨酯(TPU-1)。在本专利技术的上下文中，热塑性聚氨酯(TPU-1)通过使多异氰酸酯组合物(IZ)与多元醇组合物(PZ)反应获得或可获得，其中所述多元醇组合物(PZ)包含至少一种多元醇(P1)、扩链剂(KV1)和扩链剂(KV2)。
[0012]热塑性聚氨酯本身是已知的。它们通常通过使异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物和扩链剂，任选地在至少一种催化剂和/常规助剂和/或添加剂的存在下反应来制备。异氰酸酯、异氰酸酯反应性化合物和扩链剂也分别称为或统称为结构组分。
[0013]根据本专利技术，热塑性聚氨酯(TPU-1)可通过使多异氰酸酯组合物(IZ)与多元醇组合物(PZ)反应获得。所述多元醇组合物(PZ)包含至少一种多元醇(P1)、扩链剂(KV1)和扩链剂(KV2)。就本专利技术而言，所述多元醇组合物还可包含其他多元醇。
[0014]作为扩链剂(KV1)和(KV2)，可使用通常已知的脂族、芳脂族、芳族和/或脂环族的
化合物，其分子量，优选重均分子量为50g/mol至499g/mol，优选双官能化合物。优选例如在亚烷基中具有2至10个碳原子的链烷二醇，优选1,4-丁二醇、1,6-己二醇和/或具有3至8个碳原子的二亚烷基二醇、三亚烷基二醇、四亚烷基二醇、五亚烷基二醇、六亚烷基二醇、七亚烷基二醇、八亚烷基二醇、九亚烷基二醇和/或十亚烷基二醇，更优选非支链的链烷二醇，特别是1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。
[0015]因此，在另一实施方案中，本专利技术还提供上文所述的组合物，其中所述扩链剂(KV1)和/或扩链剂(KV2)选自1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、氢醌双-2-羟乙基醚和对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯。
[0016]在本专利技术的上下文中，所述扩链剂(KV1)更优选选自1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇。因此，在另一实施方案中，本专利技术还提供上文所述的组合物，其中所述扩链剂(KV1)为1,4-丁二醇。
[0017]在本专利技术的上下文中，优选使用1,3-丙二醇或1,6-己二醇作为扩链剂(KV2)，其中更优选使用1,3-丙二醇作为扩链剂(KV2)。因此，在另一实施方案中，本专利技术还提供上文所述的热塑性聚氨酯，其中所述扩链剂(KV2)为1,3-丙二醇。
[0018]根据本专利技术，还可以使用至少部分地由可再生原料获得的多元醇，例如丙二醇和/或其他二醇。在这种情况下，多元醇可部分地或全部地由可再生原料获得。根据本专利技术，所使用的多元醇中的至少一种可至少部分地由可再生原料获得。
[0019]所谓的生物1,3-丙二醇可例如由玉米和/或糖获得。另一可能性是来自生物柴油生产的甘油废料的转化。在本专利技术的另一个优选的实施方案中，多元醇为至少部分地由可再生原料获得的1,3-丙二醇。
[0020]因此，在另一实施方案中，本专利技术提供上文所述的组合物，其中热塑性聚氨酯基于可再生原料达至少30％的程度。一种合适的测定方法为例如C14方法。
[0021]所用扩链剂(KV1)和(KV2)的混合比可在宽范围内变化。优选使用比例为75:25至99:1的扩链剂(KV1)和(KV2)。
[0022]根据本专利技术，也可在多元醇组合物中使用其他扩链剂。
[0023]根据本专利技术，多元醇组合物(PZ)至少包含多元醇(P1)作为异氰酸酯反应性化合物。对于本专利技术的目的而言，原则上可以使用本身合适的所有多元醇，例如聚酯醇、聚醚醇和/或聚碳酸酯二醇。例如，所用多元醇的分子量(Mn)可为500g/mol至8000g/mol，优选关于异氰酸酯的平均官能度为1.8至2.3，优选1.9至2.2，特别是2。除非另有说明，数均分子量根据DIN 55672-1测定。
[0024]所用多元醇(P1)的分子量优选为600至2000道尔顿，更优选分子量为750至1500道尔顿，特别是分子量为约1000道尔顿。
[0025]作为聚酯醇，可使用基于二酸和二醇的聚酯。作为二醇，优选使用具有2至10个碳原子的二醇，例如乙二醇、丁二醇或己二醇，特别是1,4-丁二醇，或其混合物。作为二酸，可使用所有已知的二酸，例如具有4至12个碳原子的直链或支链的二酸或其混合物。
[0026]此外，聚醚多元醇，例如基于通常已知的起始剂物质和常规环氧烷烃，优选环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的聚醚多元醇，更优选基于1,2-环氧丙烷和环氧乙烷的聚醚醇，以及特别是聚氧四亚甲基二醇，可用于本专利技术的目的。聚醚多元醇的优点尤其是相对较高的水解稳定性。
[0027]具有低不饱和度的聚醚醇也是合适的。就本专利技术而言，具有低不饱和度的多元醇尤其是不饱和化合物的含量小于0.02meq/g，优选小于0.01meq/g的聚醚醇。这种聚醚醇通常通过在高活性催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.组合物，其包含：(a)热塑性聚氨酯(TPU-1)，其通过使多异氰酸酯组合物(IZ)与多元醇组合物(PZ)反应获得或可获得，其中多元醇组合物(PZ)包含至少一种多元醇(P1)、扩链剂(KV1)和扩链剂(KV2)，其中扩链剂以20:1至3:1的摩尔混合比KV1:KV2使用；和(b)填料(F1)。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述扩链剂(KV1)和/或扩链剂(KV2)选自1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇和1,6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇、氢醌双-2-羟乙基醚和对苯二甲酸双(2-羟乙基)酯。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中所述扩链剂(KV1)为1,4-丁二醇。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中所述多元醇(P1)为聚醚多元醇。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中所述多异氰酸酯组合物(IZ)包含选自以下的多异氰酸酯(P1)：亚苯基1,2-二异氰酸酯、亚苯基1,3-二异氰酸酯和/或亚苯基1,4-二异氰酸酯；三苯基甲烷4,4
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三异氰酸酯；亚萘基1,5-二异氰酸酯(NDI)；亚苄基2,4-二异氰酸酯和/或亚苄基2,6-二异氰酸酯(TDI)；联苯2,4
′-
二异氰酸酯、联苯4,4
′-
二异氰酸酯和/或联苯2,2-二异氰酸酯；二苯基甲烷2,2
′-
二异氰酸酯、二苯基甲烷2,4
′-
二异氰酸酯和/或二苯基甲烷4,4
′-
二异氰酸酯(MDI)；多苯基多亚甲基多异氰酸酯；亚二甲苯基1,2-二异氰酸酯、亚二甲苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：